山西電建一公司焊接專業分公司 趙雲龍
摘 要：本文介紹發電廠電氣銅母線的焊接特點、焊接工藝及焊接要點，並給出具體焊接工藝參數。
關鍵詞：銅母線；焊接工藝；焊接要點
銅母線的焊接在我公司電力建設中並不多見，因為銅母線的焊接要求高、難度大；但是由於銅母線具有較好的導電性，因此同煤發電廠電氣母線選用了銅材料；為此在進行了焊接實驗和產品焊接等應用后，焊接分公司基本掌握了銅母線的焊接技術，為以後我公司銅母線的焊接打下了基礎, 為公司焊接技術邁上了一個新的台階。
1 銅母線的焊接特點、焊接工藝
銅母線的連接在電站主要有螺栓緊固法和焊接法兩種。銅具有優良的導電性、導熱性、耐熱性和加工成型性, 純銅是ωcu不低於99.5%的工業純銅。
2 銅的焊接特點
2.1 高的熱導率
常溫下純銅的熱導率比碳鋼的大8倍，將純銅焊件局部加熱到熔化溫度, 需要大量熱量；因此，在焊接時需要採用能量集中的熱源，否則熱量將被很快散失，純銅焊接時對焊件應進行預熱。
2.2 高的熱裂敏感性 各種銅母材總含有一定量雜質而形成低熔共晶，焊件在凝固狀態或熱影響區存在低熔共晶薄膜，都可在焊接應力作用下引起裂紋。
2.3 高的氣孔傾向 銅焊縫金屬中的氣孔主要由氫氣引起。當純銅中含有一定的氧或在純銅中溶解有CO氣體時，也可附由水氣及由CO與O反應生成CO2氣體引起氣孔。一般氣孔分佈在焊縫中心及熔合線附近（處）。
2.4 接頭性能惡化傾向 銅在焊接時，或多或少地會發生氧化和燒損現象，產生各種焊接缺陷, 可能導致焊接接頭強度塑性，耐蝕性及導電性的降低，銅熔焊過程中，焊縫和熱影響區的晶粒嚴重長大，在一定程度上影響到接頭的力學性能，為改善接頭的性能除盡量減弱熱作用，還應控制焊縫的雜質含量，並通過合金化對焊縫金屬作變質處理。
3 銅母線的焊接工藝
3.1 焊接方法的選擇 銅最常用的焊接方法是氣焊和手工鎢極氬弧焊。但是為了提高焊接質量，採用手工鎢極氬弧焊焊接較適合；由於該焊接方法熱量集中，熔池易控制，尤其對焊接δ＜12mm以下焊接材料其優於氣焊、焊條電弧焊。TIG電弧穩定、保護效果好、操作靈活，特別適合中薄件的焊接。
3.2 焊接材料的選擇 銅的焊接材料指焊絲、熔劑。填充焊絲：在手工鎢極氬弧焊時, 需用手工添加填充焊絲。焊絲的牌號、成分與焊接工藝性，接頭力學性能及耐蝕性能等有很大的關係。在選擇填充焊絲時，首先必須考慮基本金屬的牌號、板材厚度，產品結構及施工條件等因素，因此在同煤銅母線焊接時, 選擇了與母材金屬成份相近的填充焊絲。銅焊絲的技術參數如表1所示。
銅焊絲的技術參數
焊劑：在氬弧焊時，因熔池金屬的表面容易氧化生成氧化亞銅（Cu2O）, 由於它的存在，往往引起焊縫氣孔、裂紋、夾渣等缺陷。焊劑的技術參數如表2所示。
4 焊前準備 焊前準備主要是指焊接前對焊件及焊接材料的清理和坡口型式設計，坡口加工兩項準備工作，在焊前必須清理掉焊絲表面和銅板坡口兩側30mm 以內的油脂、水分、氧化物及其它夾雜物。坡口加工用風鏟或刨邊機。
銅的焊接坡口加工型式見表3。
5 銅母線焊接要點
5.1 銅母線焊接場所允許環境溫度在5℃以上；
5.2 保護氣體為氬氣；
5.3 銅母線的焊絲選擇HS201純銅焊絲，添加氣焊熔劑CJ301，在焊前用無水乙醇（酒精）將CJ301調成糊狀后刷於焊件坡口表面；
5.4 將焊絲加熱，粘CJ301后，進行施焊；
5.5 焊接工藝參數的選擇，手工鎢極氬弧焊均採用直流正極性； 純銅焊接工藝參數如表4所示。
5.6 電焊機應性能良好、電流調節靈活、操作方便；
5.7 銅母線預熱方式選用電加熱和火焰加熱；
5.8 預熱溫度的選擇，厚度δ＜4mm 以下的焊件可適當預熱，δ＞4mm厚的預熱溫度為600~650℃；
5.9 應盡量避免在拘束條件下進行焊接，嚴格控制施焊過程中層間溫度，並以小擺幅、小線能量焊接；
5.10 焊縫進行點固焊，長度不得少於10mm，點固數量應均勻分佈，點固數量不少於3點； 5.11 厚度δ＞4mm的焊接應選用多層多道焊工藝；
5.12 焊接時由於溫度高所產生的黑斑應及時清理乾淨；層間清理應選用不鏽鋼絲刷進行； 5.13 施焊前應及時檢查點焊質量，經檢查確認無缺陷後方可進行施焊；
5.14 加強中間檢查工序，如：定位焊后、焊縫層間及全部焊完后，都要進行檢查，嚴格按焊接工藝要求進行，方能保證焊接質量。
標註：摘自《現代焊接》雜誌2011年第四期
